定量遥感考试.doc

1 定量遥感的定义
定量遥感是利用遥感器获取的地表地物的电磁波信息,在先验知识和计算机系统的支持下,通过数学的或物理的模型将遥感信息与观测地表目标参量联系起来,定量地反演或推算出某些地学、生物学及大气等目标参量的技术。
2 定性遥感与定量遥感对比
A 定性遥感的主要目的是地物分类,遥感制图等;而定量遥感的目的是准确获取目标地物的参量。
B定性遥感多采用图像增强、彩色合成等技术,利用监督分类、非监督分类等技术进行影像的判读等;定量遥感则更多的是利用建模与反演技术进行参数的获取。
C定性遥感对辐射定标、大气校正的精度要求不高;而这两个过程的精度是影响定量遥感的主要因素。
3 定量遥感研究内容
A 辐射定标: 遥感器定标是指建立遥感器每个探测元件所输出信号的数值量化值与该探测器对应像元内的实际地物辐射亮度值之间的定量关系。
B 大气校正: 大气校正是消除遥感图像在大气传输中所引起质量退化的一种图像处理方法。
C 定量遥感模型及反演: 遥感模型是从抽取遥感专题信息的应用需要出发,对遥感信息形成过程进行模拟、统计、抽象或简化,最后用文字、数学公式或者其他的符号系统表达出来。分物理模型、统计模型和半经验模型.
D 混合像元问题
E 尺度问题: 四个尺度:制图尺度或地图尺度地理尺度分辨率运行尺度
尺度效应(名词解释考):当空间数据经聚合而改变其单元面积的大小、形状和方向时,分析结果也随之变化的现象。在定量遥感中,不同像元大小会产生不同的分析结果。
F 多角度遥感: 是指从两个以上的观测方向对下垫面进行观测,从不同的视角获取地表物信息. 可获得更为详细可靠的地表三维空间信息,可以提高地表目标物的解译精度和参数反演的准确度;
4 定量遥感面临的主要问题
.1 方向性问题:
,这种方向性还依赖于入射的方向。
.2 尺度效应与尺度转换问题:
尺度转换:是指将某一尺度上所获得的信息和知识扩展到其他尺度上的过程
互易原理失效的条件:(判断)在像元尺度上,空间均匀的入照产生空间不均匀的反射,且明暗两区之间串线不对称,则互易原理在像元尺度上失效。
.3 反演的策略与方法:
前向建模问题:星体上的传感器可测参数与目标状态参数间建立某种函数关系。
反演问题:根据观测信息和前向物理模型,求解或推算描述地面实况的应用参数(或目标参数)
病态反演问题:
由于遥感信息的有限性、相关性和地表状况的复杂多变,使得在遥感实践中往往只能得到少量观测数据,却要估计复杂多变地表系统的当前状态。因而遥感的许多反演问题本质上是
“病态”的,是“无定解”的问题。
病态反演思路:①先验知识的积累和在反演中的表达和利用; ②分阶段目标决策,即对数据空间和参数空间进行多次分割。
.4 遥感模型与应用模型的链接
5 二向反射率
对于一定入射方向( i, ψi)的太阳辐射,遥感成像后的DN转化为特定观测方向(v,
ψv)的大气顶层(TOA)辐亮度I (qv, ψv)后,进一步转化为反射率R(qi, ψi, v,ψv):

该反射率主要依赖太阳入射方向和传感器观测方向,通常被称为二向反射率因子
6 二向反射率分布函数BRDF
沿v, ψv方向从物体表面反射的光谱辐亮度L与从qi, ψi方向入射到表面的光谱辐照度E之比:
单位为球面度的倒数(Sr-1),完整地描述了一个表面的方向性反射率特征。在数值上,二向反射率因子R等于二向反射率分布函数BRDF乘以π:
7 反照率α
在波长为λ,太阳天顶角0时,上行辐射通量Fu(λ,0)与下行辐射通量Fd (λ,0)之比:
8 方向半球反射率
方向半球反射率( DHR):是二向反射率因子BRF在所有反射方向上的积分。

9双半球反射率
双半球反射率( BHR):是方向半球反射率DHR在所有照射方向上的积分。

10 常见BRDF统计模型
Minnaert函数、Lommel-Seeliger函数、Walthall函数、Staylor-Suttles函数、Rahman函数和核函数。
11 核函数
典型的核函数由两个分核组成:地表物体的反射核(几何核Kgeo)和无穷多个表面的物体的体散射核(Kvol)。几何核Kgeo反映了大量以长、宽、高形状的理想突起物的反射特性;体散射核Kvol反映了无穷多表面物体(土壤或植物冠层)的吸收和散射辐射的随机分布特征。(判断)
核驱动在异质性地面覆盖的一个像元里,模型参数变为各向均匀散射(各向同性)、体散射、几何光学散射(景观阴影)等成分权重的结合
12 地表反照率的遥感反演大体分三步(简答考基本步骤)
①